Towards more robust fuels in accident conditions

La protection de l’intérieur et de l’extérieur des gaines de combustible de réacteurs nucléaires contre leur oxydation à haute température pourrait constituer un plus pour prolonger leur intégrité en conditions accidentelles. Pour ce faire, le procédé DLI-MOCVD a été développé pour déposer en paroi interne de gaine des revêtements à base de chrome~: chrome métallique, carbures de chrome amorphes CrC_x et carbures mixtes de chrome CrSi_yC_x. L’optimisation du procédé de dépôt a été réalisée par le couplage d’expériences et de simulations.

Il a aussi été montré que la solution de précurseur organométallique et de solvant utilisée pouvait être directement recyclée en sortie de réacteur, sans étapes de séparation et de purification couteuses, augmentant le potentiel d’industrialisation du procédé.

Les propriétés physico-chimiques et structurales des revêtements déposés avec ce procédé ont été caractérisées. L’évaluation de leur résistance à l’oxydation à 1~200~°C a révélé les excellentes performances des revêtements CrC_x, puisqu’ils retardent l’oxydation des gaines de plus de deux heures pour une épaisseur de 10~μm, permettant ainsi des interventions en conditions accidentelles.

Alexandre MICHAU a reçu le prix de thèse Innovation 2017 de l’interdivision Énergie de la Société Chimique de France.